培訓(xùn)教材-角度計(jì)量

1、PAGE PAGE 40第一章 角度度單位與與國(guó)家檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)角度是一一種重要要的物理理量。角角度計(jì)量量是幾何何量計(jì)量量的重要要組成部部分。角角度量的的范圍廣廣，平面面角按平平面所在在的空間間位置可可分為：在水平平面內(nèi)的的水平角角(或稱(chēng)稱(chēng)方位角角)，在在垂直面面內(nèi)的垂垂直角(或傾斜斜角)，空空間角是是水平角角和垂直直角的合合成；按按量程可可分為圓圓周分度度角和小小角度；按標(biāo)稱(chēng)稱(chēng)值可分分為定角角和任意意角；按按組成單單元可分分為線角角度和面面角度；按形成成方式可可分為固固定角和和動(dòng)態(tài)角角，固定定角是指指加工或或裝配成成的零組組件角度度，儀器器轉(zhuǎn)動(dòng)后后恢復(fù)至至靜態(tài)時(shí)時(shí)的角位位置等，動(dòng)動(dòng)態(tài)角是是指物

2、體體或系統(tǒng)統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中中的角度度，如衛(wèi)衛(wèi)星軌道道對(duì)地球球赤道面面的夾角角，精密密設(shè)備主主軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)時(shí)的軸軸線角漂漂移，測(cè)測(cè)角設(shè)備備在一定定角速度度和角加加速度運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸輸出的實(shí)實(shí)時(shí)角度度信號(hào)等等。對(duì)一一些特定定角，往往往賦予予專(zhuān)門(mén)名名稱(chēng)，如如基面、軸線或或準(zhǔn)線相相互間夾夾角為00或1180時(shí)稱(chēng)為為平行度度，900或2270時(shí)稱(chēng)為為垂直度度；角度度量在應(yīng)應(yīng)用時(shí)還還往往引引入特定定的參考考基準(zhǔn)，所所指的角角度是對(duì)對(duì)參考基基準(zhǔn)的夾夾角，如如：水平平度是以以大地水水平面或或鉛垂線線為參考考的傾斜斜角；天天文方位位角是以以天文北北為參考考的水平平角；經(jīng)經(jīng)、緯度度是以通通過(guò)格林林尼治天天文臺(tái)的的子午線

3、線和赤道道面為參參考的水水平角和和垂直角角。第一節(jié) 角度度單位人類(lèi)的生生產(chǎn)、生生活、戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)等活活動(dòng)都離離不開(kāi)計(jì)計(jì)量單位位。國(guó)際際單位制制規(guī)定了了七個(gè)基基本單位位和兩個(gè)個(gè)輔助單單位，這這兩個(gè)輔輔助單位位就是“平平面角”和和“立體體角”。平面角角是在平平面內(nèi)的的夾角，其其單位是是“弧度度”(rrad)，“弧弧度”是是一圓內(nèi)內(nèi)兩條半半徑之間間的平面面角，這這兩條半半徑在圓圓周上截截取的弧弧長(zhǎng)與半半徑相等等，它所所對(duì)應(yīng)的的角稱(chēng)為為一弧度度，一圓圓周所對(duì)對(duì)應(yīng)的圓圓心角等等于2弧弧度，31141 5922 6。立體體角的單單位為“球球面度”(sr)，“球球面度”是是頂點(diǎn)位位于球心心的一立立體角，它它在球面

4、面上所截截取的面面積等于于以球半半徑為邊邊長(zhǎng)的正正方形面面積?；』《群颓蚯蛎娑榷级技儗賻讕缀螁挝晃?，其定定義都是是無(wú)量綱綱的量，但但應(yīng)用時(shí)時(shí)，可以以作為無(wú)無(wú)量綱的的數(shù)，也也可以作作為有獨(dú)獨(dú)立量綱綱的量，作作為有獨(dú)獨(dú)立量綱綱的量時(shí)時(shí)，可以以作為基基本單位位，如角角速度單單位為弧弧度每秒秒(raad/s)，角角加速度度單位為為弧度每每二次方方秒(rrad/s2)等，弧弧度是基基本單位位；當(dāng)作作為無(wú)量量綱的數(shù)數(shù)時(shí)，可可作為導(dǎo)導(dǎo)出單位位，如：電動(dòng)機(jī)機(jī)的機(jī)械械功率(牛頓米米每秒(Nmm/s)等等于轉(zhuǎn)矩矩牛頓米米(Nm)和和轉(zhuǎn)速弧弧度每秒秒(raad/s)之之積，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的弧弧度在運(yùn)運(yùn)算中自自動(dòng)消失失，否則

5、則等號(hào)兩兩邊就不不平衡，這這就是輔輔助單位位的兩重重性。用用球面度度表示的的國(guó)際導(dǎo)導(dǎo)出單位位如輻射射強(qiáng)度的的單位為為瓦特每每球面度度(W/sr)等。按按科研生生產(chǎn)的普普遍性需需求，本本篇的內(nèi)內(nèi)容僅限限于平面面角?；《葐挝晃恢饕糜糜诶碚撜撚?jì)算及及工程計(jì)計(jì)算，以以保證量量綱的正正確，在在工程實(shí)實(shí)踐中主主要是使使用六十十進(jìn)制單單位，另另外還有有很少用用的百進(jìn)進(jìn)制與密密位單位位，因此此平面角角單位共共有下列列四種表表示形式式：一、弧度度制在一個(gè)圓圓內(nèi)，兩兩條半徑徑間的夾夾角，在在圓周上上所截取取的弧長(zhǎng)長(zhǎng)恰好等等于半徑徑的長(zhǎng)度度時(shí)，它它所對(duì)應(yīng)應(yīng)的角稱(chēng)稱(chēng)為一弧弧度，一一弧度過(guò)過(guò)去也稱(chēng)稱(chēng)一弳。用弧長(zhǎng)長(zhǎng)作單

6、位位來(lái)量角角的單位位制度，叫叫弧度制制。一圓圓周所對(duì)對(duì)應(yīng)的圓圓心角等等于2弧度(31411 5992 66，一一般計(jì)算算時(shí)331441 66)。二、六十十進(jìn)制六十進(jìn)制制又稱(chēng)秒秒角度制制。將整整個(gè)圓周周分成3360等等份時(shí)，每每一等份份弧長(zhǎng)所所對(duì)應(yīng)的的圓心角角，叫一一“度”，記記作1，再將將一度的的弧長(zhǎng)分分為600等份，每每一等份份弧所對(duì)對(duì)應(yīng)的圓圓心角稱(chēng)稱(chēng)為l“分分”，記記作1。同樣樣1分弧弧長(zhǎng)分成成60等等份，每每一等份份稱(chēng)作11“秒”，記記作1。因此此，一圓圓周所對(duì)對(duì)應(yīng)的圓圓心角等等于366021 60001129 6000。秒秒是六十十分制的的最小單單位，小小于一秒秒時(shí)，習(xí)習(xí)慣按十十進(jìn)制計(jì)

7、計(jì)算。例例如十分分之五秒秒，寫(xiě)作作0.5。對(duì)于不不滿(mǎn)一度度的分度度值，也也可按十十進(jìn)制計(jì)計(jì)算，例例如300可寫(xiě)寫(xiě)作0.5。三、百進(jìn)進(jìn)制在18世世紀(jì)末，法法國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)家和力力學(xué)家拉拉格朗日日提出了了“百進(jìn)進(jìn)位制”的的系統(tǒng)，又又稱(chēng)新度度，百進(jìn)進(jìn)位制的的基本單單元是直直角，“規(guī)定兩兩條直線線相交使使其鄰角角相等”。直角因因其特殊殊優(yōu)點(diǎn)及及自檢方方便，在在任何系系統(tǒng)中，都都占有重重要地位位。百分分制角度度單位，是是將整圓圓分成四四個(gè)直角角，每個(gè)個(gè)直角又又分成1100等等份，每每份記為為g，又又分成1100等等份，每每份記為為c，11c又分分成1000等份份，每份份記為ccc，即即一圓周周角4400gg=

8、400 0000c4 0000 0000cc。四、密位位密位是軍軍用光學(xué)學(xué)儀器的的一種角角度計(jì)量量單位。目前世世界各國(guó)國(guó)定義密密位的方方法有兩兩種：一一是將圓圓周角分分為6 0000等份，每每一等份份即為11密位，相相當(dāng)六十十進(jìn)位制制的336；另外外一種是是將圓周周角分為為6 4400等等份，每每一等份份為1密密位，相相當(dāng)于33222.5?！懊芪弧彼〉牡鹊确輸?shù)，是是依據(jù)對(duì)對(duì)數(shù)取的的位數(shù)，并并保持11密位所所對(duì)應(yīng)的的弧長(zhǎng)是是的1/10000。當(dāng)當(dāng)半徑為為R時(shí)，圓圓周長(zhǎng)CC=R。為計(jì)計(jì)算方便便，當(dāng)取取3時(shí)，則則C6R，以11/60000圓周周角作為為1密位位，則11密位所所對(duì)弧長(zhǎng)長(zhǎng);當(dāng)3141

9、1 6時(shí)時(shí)，仍取取6 0000等等份，11密位所所對(duì)弧長(zhǎng)長(zhǎng)就等于于l/9555。同理理，當(dāng)，圓圓周長(zhǎng)，當(dāng)當(dāng)1/6 4400的的圓周角角作為11密位時(shí)時(shí)，則11密位所所對(duì)弧長(zhǎng)長(zhǎng)。密位位的寫(xiě)法法如下：6 0000密密位寫(xiě)作作6000；6000密位寫(xiě)寫(xiě)作066000；600密位寫(xiě)寫(xiě)作000600；6密密位寫(xiě)作作0006；0.66密位寫(xiě)寫(xiě)作0000006；33 2554密位位寫(xiě)作332554。五、角度度單位制制的換算算(一)六六十進(jìn)制制與弧度度制的換換算已知一圓圓周角為為2弧度度，即等等于六十十進(jìn)制的的3600，因因此：反之,或或或分別為弧弧度換算算為六十十進(jìn)位角角度的常常數(shù),在角度測(cè)測(cè)量中,當(dāng)被測(cè)測(cè)

10、角小于于3時(shí)時(shí),常用用近似計(jì)計(jì)算式,兩點(diǎn)的的距離為為L(zhǎng),高高度差為為,則其其角度： (1-1-1)式中：?jiǎn)挝粸闉槊?)；的單位位為mmm。此式運(yùn)用用起來(lái)很很方便，在在測(cè)量垂垂直度、小角度度以及傾傾斜度時(shí)時(shí)，常用用弧度換換算為角角度。（二）六六十進(jìn)制制與百進(jìn)進(jìn)制的換換算任意一個(gè)個(gè)圓周內(nèi)內(nèi)所包含含的角度度，對(duì)六六十進(jìn)制制為3660，而而對(duì)百進(jìn)進(jìn)制則為為4000g。3360=4000g；相反：（三）弧弧度制與與百進(jìn)制制的換算算因?yàn)?000g=3600=22=66.2883188radd,故第二節(jié) 平面面角計(jì)量量器具國(guó)國(guó)家計(jì)量量檢定系系統(tǒng)19855年頒布布的中華華人民共共和國(guó)計(jì)計(jì)量法，規(guī)規(guī)定-國(guó)國(guó)務(wù)院

11、計(jì)計(jì)量行政政部門(mén)負(fù)負(fù)責(zé)連立立各種計(jì)計(jì)量基準(zhǔn)準(zhǔn)器具，作作為統(tǒng)一一全國(guó)量量值的最最高依據(jù)據(jù)。根據(jù)據(jù)計(jì)量法法，國(guó)家家技術(shù)監(jiān)監(jiān)督局批批準(zhǔn)JJJG 220577900；平面面角計(jì)量量器具檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)；如圖圖；1-1-1所示示，它規(guī)規(guī)定了平平面角單單位國(guó)家家基準(zhǔn)由由面角度度、線角角度和小小角度等等三部分分組成。規(guī)定了了具體的的傳遞途途徑，使使角度量量的傳遞遞法制化化、科學(xué)化化、系列化化，也為角角度計(jì)量量技術(shù)的的發(fā)展和和測(cè)角設(shè)設(shè)備的研研制起到到了推動(dòng)動(dòng)相指導(dǎo)導(dǎo)作用?！懊娼嵌榷取笔侵钢赣伞懊婷妗苯M成成的角度度，“面面”主要要是指平平面，如如多齒工工作臺(tái)、多面棱棱體角角度塊、角度規(guī)規(guī)等，但但也可以以是球面面或曲

12、面面，如鋼鋼球分度度臺(tái)、圓圓弧齒分分度臺(tái)、圓柱形形刻槽式容柵等等，因此此“面角角度”是是“由平平面或曲曲面組成成的角度度”，面面角度國(guó)國(guó)家基準(zhǔn)準(zhǔn)是“精精密測(cè)角角裝置基基準(zhǔn)”：由整分分度及非非整分度度精密多多齒分度度臺(tái)、光光電自準(zhǔn)準(zhǔn)直儀及及與副基基準(zhǔn)比對(duì)對(duì)用的小小型多齒齒分度臺(tái)臺(tái)組成。面角度度國(guó)家基基準(zhǔn)的量量限范圍圍為3660，分分區(qū)間隔隔測(cè)量不不確定度度(消除除分度的的系統(tǒng)不不確定度度，為其其置信因因子為33。面角角度副基基準(zhǔn)為“精精密側(cè)角角裝置副副基準(zhǔn)”，其指標(biāo)和基準(zhǔn)相同，副基準(zhǔn)用于與基準(zhǔn)比對(duì)，復(fù)現(xiàn)平面角汁量單位，并向一等計(jì)量際準(zhǔn)器具傳遞量值，面角度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具共分為六等，一等標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角

13、儀或測(cè)角裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)整度或非整度多面棱體。其量限范圍為360。分度間隔測(cè)量不確定度(消除分度的系統(tǒng)不確定度，置信因子為3，以下同）為；二等標(biāo)準(zhǔn)包括：標(biāo)準(zhǔn)非整度多面棱體，標(biāo)準(zhǔn)整度多面棱體，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀或測(cè)角裝置，量限范圍為360，測(cè)量不確定度為0.2，三等標(biāo)準(zhǔn)包括：標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯儀檢定裝置、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀或測(cè)角裝置、標(biāo)準(zhǔn)整度多面棱體和標(biāo)準(zhǔn)非整度多面陵體，其量限范圍為360測(cè)量不確定度為；四等標(biāo)準(zhǔn)包括；0級(jí)角度塊。其量限范圍為100，測(cè)量不確定度為1，以及標(biāo)準(zhǔn)整度多面棱體、標(biāo)準(zhǔn)非整度多面棱體、標(biāo)準(zhǔn)傾斜儀、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀或測(cè)角裝置、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯儀檢定裝置等，其量限范圍均為360，測(cè)量不確定度均為2；五等標(biāo)準(zhǔn)為1級(jí)角度

14、塊，量限范圍為100，測(cè)量不確定度為3，以及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀或NJ角裝置，量限范圍為360，測(cè)量不確定度為5；六等標(biāo)準(zhǔn)為2級(jí)角度塊，量限范圍為100，測(cè)量不確定度為10。屬于面角度的工作計(jì)量器具有角度規(guī)。J07，J1，J2，J6，J30經(jīng)緯儀傾斜儀(允許誤差：5，10)、整度或非整度多面棱體(允許誤差：5、10)、分度頭或分度臺(tái)(允許誤差：2，10，30)、測(cè)角儀或測(cè)角裝置(允許誤差：10，30)、測(cè)角比較儀等。基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和工作汁量器具之間的傳遞方法有比對(duì)、排列互比、常角組合、直接測(cè)量和多位置測(cè)量等五種，國(guó)家基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)采用相互“比對(duì)”的方法排列互比用于計(jì)量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)之間的檢定，可以是高一級(jí)對(duì)下級(jí)標(biāo)

15、準(zhǔn)的傳遞，也可用于同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之間的檢定，例如：副基準(zhǔn)對(duì)一等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞需采用排列互比法以減小傳遞誤差；二、三等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，同等的標(biāo)準(zhǔn)多面棱體和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)角儀或測(cè)角裝置可以采用排列互比法檢定；直接測(cè)量法、常角組合法、多位置測(cè)量法用于上級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)下級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具的檢定。這五種方法的選用應(yīng)按“平面角計(jì)量器具檢定系統(tǒng)框圖”的規(guī)定執(zhí)行?！熬€角度度”是指指由刻線線或類(lèi)似似刻線組組成的角角度，光光學(xué)度盤(pán)盤(pán)、光柵柵編碼器器(碼盤(pán)盤(pán)）、感感應(yīng)同步步器是由由刻線組組成的角角度，而而磁柵盡盡管沒(méi)有有可見(jiàn)的的刻線，但但是所錄錄的磁信信號(hào)相當(dāng)當(dāng)于刻線線的作用用，因此此也屬于于線角度度。線角角度國(guó)家家基準(zhǔn)和和副基

16、準(zhǔn)準(zhǔn)是“精精密圓打打度測(cè)量量?jī)x”基基準(zhǔn)和副副準(zhǔn)，精精密圓分分度測(cè)量量?jī)x基準(zhǔn)準(zhǔn)由精密密圓分度度測(cè)量?jī)x儀及與副副基準(zhǔn)比比耐用的的光柵盤(pán)盤(pán)組成，基基準(zhǔn)和副副基準(zhǔn)的的量限范范圍為3360，分度度間隔測(cè)測(cè)量不確確定度(消除分分度的系系統(tǒng)不確確定度，置置信因子子為3)為0.003。線角度度的計(jì)量量標(biāo)準(zhǔn)器器具共分分為四等等，一等等計(jì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度檢驗(yàn)驗(yàn)儀和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度器具具，其量量限范圍圍均為3360，測(cè)量量不確定定度均為為0.005；二等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度檢驗(yàn)驗(yàn)儀和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度器具具的量限限范圍均均為3660，測(cè)測(cè)量不確確定度均均為0.2；三等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度檢驗(yàn)驗(yàn)儀和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分

17、度器具具的量限限范圍均均為3660，測(cè)測(cè)量不確確定度均均為0.5；四等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度檢驗(yàn)驗(yàn)儀，量量限范圍圍為3660，測(cè)測(cè)量不確確定度為為2。線角度度的工作作計(jì)量器器具為圓圓分度器器具，量量限范圍圍為3660，允允許誤差差為1.5，66。線線角度的的傳遞方方法有比比對(duì)、排排列互比比，直接接測(cè)量等等三種，國(guó)國(guó)家基準(zhǔn)準(zhǔn)和副基基準(zhǔn)之間間用比對(duì)對(duì)，同等等標(biāo)準(zhǔn)之之間用排排列互比比法檢定定，即標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)圓分分度檢驗(yàn)驗(yàn)儀可與與同等的的標(biāo)準(zhǔn)圓圓分度器器具以排排列互比比法檢定定；上級(jí)級(jí)基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)下級(jí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)或工工作計(jì)量量器具的的檢定具具有排列列互比和和直接測(cè)測(cè)量?jī)煞N種方法。這兩種種方法按按檢定系系統(tǒng)框圖圖

18、選用。小角度是是指量限限范圍在在土1以?xún)?nèi)的的角度，光光柵、感感應(yīng)同步步器等器器具小于于刻劃角角柵距的的誤差，即即細(xì)分誤誤差(感感應(yīng)同步步器常稱(chēng)稱(chēng)為“函函數(shù)誤差差”)；各種用用于對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)并測(cè)量量微小偏偏差的自自準(zhǔn)直儀儀、各種種水平儀儀都屬于于小角度度的范疇疇。小角角度國(guó)家家基準(zhǔn)和和副基準(zhǔn)準(zhǔn)為激光光小角度度測(cè)量?jī)x儀，其量量限范圍圍為土ll，以以零為起起點(diǎn)分度度的總不不確定度度為0.03，其置置信因子子為3，激激光小角角度測(cè)量量?jī)x基準(zhǔn)準(zhǔn)由激光光小角度度測(cè)量?jī)x儀和與副副基準(zhǔn)比比對(duì)用的的專(zhuān)用角角度塊以以及光學(xué)學(xué)角規(guī)組組成。小小角度計(jì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)器具共共分為四四等，一一等標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)包括：標(biāo)準(zhǔn)光光學(xué)角規(guī)規(guī)，量限限范

19、圍為為10，測(cè)量量不確定定度為00.055，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)小角角度測(cè)量量?jī)x，量量限范圍圍為101，測(cè)測(cè)量不確確定度為為0.005；二等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)學(xué)角規(guī)的的量限范范圍為10，測(cè)量量不確定定度為00.2，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)小角度度測(cè)量?jī)x儀的量限限范圍為為10，測(cè)量量不確定定度為00.2；三等等標(biāo)準(zhǔn)的的標(biāo)準(zhǔn)光光學(xué)角規(guī)規(guī)量限范范圍為10，測(cè)量量不確定定度為00.5；四等等標(biāo)準(zhǔn)的的標(biāo)準(zhǔn)水水平儀檢檢定器，量量限范圍圍為1.5mmm/m，以以線值表表示的總總不確定定度為公公稱(chēng)分度度值的55，該該檢定器器也可用用長(zhǎng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)立式式光學(xué)計(jì)計(jì)及四等等量塊檢檢定。屬屬于小角角度的工工作計(jì)量量器具有有：自準(zhǔn)準(zhǔn)直儀(允許誤誤差：00

20、.2，0.4，22，33等)、電子子水平儀儀(允許許誤差：0.0001 mm/m，00.000500.011 mmm/m)、合象水水平儀(允許誤誤差：0.002mmm/m)、水平儀儀和水準(zhǔn)準(zhǔn)器(允允許誤差差為公稱(chēng)稱(chēng)分度值值的200)等等，工作作計(jì)量器器具中的的正弦尺尺、直角角尺、角角度量具具由長(zhǎng)度度標(biāo)準(zhǔn)傳傳遞。小小角度的的傳遞方方法除了了基準(zhǔn)和和副基準(zhǔn)準(zhǔn)之間用用比對(duì)法法外，其其余均采采用直接接測(cè)量法法?！捌矫娼墙怯?jì)量器器具檢定定系統(tǒng)”適適用于“以以各種技技術(shù)手段段(如機(jī)機(jī)械、光光學(xué)、電電學(xué)等)進(jìn)行圓圓分度的的器件或或由其組組成的測(cè)測(cè)角儀器器、測(cè)角角裝置以以及非整整圓分度度的各種種平面角角計(jì)量器

21、器具的檢檢定”，因因此無(wú)論論采用什什么原理理、什么么方法的的計(jì)量器器具都應(yīng)應(yīng)按檢定定系統(tǒng)的的要求，納納入量值值傳遞的的軌道。檢定系統(tǒng)統(tǒng)的規(guī)定定具有一一定的靈靈活性，例例如：小小角度基基準(zhǔn)和副副基準(zhǔn)規(guī)規(guī)定了采采用“激激光干涉涉”，這這便于量量值溯源源至光波波波長(zhǎng)，并并具有較較小的木木確定度度，但是是自一等等標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)開(kāi)始是“標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)小角角度測(cè)量量?jī)x”，并并沒(méi)有規(guī)規(guī)定必須須采用激激光干涉涉的方法法，允許許采用其其他原理理和技術(shù)術(shù)，只要要能達(dá)到到檢定系系統(tǒng)的要要求，就就可以申申請(qǐng)建為為相應(yīng)“等等”的計(jì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)；面角角度計(jì)量量標(biāo)準(zhǔn)中中“標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)角儀儀或測(cè)角角裝置”同同樣可以以采用多多種原理理和技術(shù)術(shù)，建立

22、立的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)可以是是儀器，也也可以是是裝置。檢定系系統(tǒng)采用用了“雙雙線”傳傳遞的辦辦法，面面角度可可用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)角儀儀或多面面棱體傳傳遞；線線角度可可用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圓分度度檢驗(yàn)儀儀或標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圓分度度器具兩兩條途徑徑傳遞，小小角度可可用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)光學(xué)角角規(guī)或標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)小角角度測(cè)量量?jī)x傳遞遞，最高高統(tǒng)二于于國(guó)家基基準(zhǔn)，這這便于各各單位根根據(jù)本單單位的實(shí)實(shí)際情況況，選用用傳遞途途徑，建建立本系系統(tǒng)和本本單位的的傳遞系系統(tǒng)，也也便于多多種技術(shù)術(shù)和器具具的研究究和發(fā)展展。平面角計(jì)計(jì)量器具具國(guó)家計(jì)計(jì)量檢定定系統(tǒng)的的指標(biāo)要要求是很很高的，按按當(dāng)前實(shí)實(shí)際情況況，即使使是國(guó)家家基準(zhǔn)也也沒(méi)有完完全達(dá)到到檢定系系統(tǒng)的要要求，下下屬單位

23、位的計(jì)量量標(biāo)準(zhǔn)和和檢定系系統(tǒng)的差差距更大大，國(guó)防防科研工工業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)的特殊殊需求還還很多,國(guó)家檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)文件本本身也需需要一個(gè)個(gè)修改完完善的過(guò)過(guò)程,但但是頒布布這一檢檢定系統(tǒng)統(tǒng),對(duì)統(tǒng)統(tǒng)一量值值,基準(zhǔn)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的建立立，以及及計(jì)量檢檢定技術(shù)術(shù)發(fā)展和和精密儀儀器研制制能力的的提高，都都具有指指導(dǎo)和促促進(jìn)作用用。第二章 面角角度計(jì)量量器具面角度計(jì)計(jì)量是角角度計(jì)量量的主要要組成部部分，角角度的量量值傳遞遞主要是是面角度度，多齒齒分度臺(tái)臺(tái)、多面面棱體、角度塊塊是角度度量值傳傳遞的實(shí)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，在角角度計(jì)量量中應(yīng)用用非常廣廣泛，是是量值傳傳遞的主主要角度度計(jì)量器器具。第一節(jié) 多齒齒分度臺(tái)臺(tái)一、多齒齒分度臺(tái)

24、臺(tái)的工作作原理多齒分度度臺(tái)是利利用成對(duì)對(duì)的直徑徑、齒數(shù)數(shù)、齒形形均相同同的端面面齒盤(pán)，在在不同的的位置上上嚙合，產(chǎn)產(chǎn)生角度度位移的的圓分度度器具，其其結(jié)構(gòu)與與齒輪端端面離合合器相似似。多齒齒分度臺(tái)臺(tái)的工作作順序如如圖2-1-1所示：圖a表表示上下下齒盤(pán)初初始嚙合合狀態(tài)；圖b為為下齒盤(pán)盤(pán)固定，把把上齒盤(pán)盤(pán)升起超超過(guò)一個(gè)個(gè)齒高，使使上下齒齒盤(pán)脫嚙嚙；圖cc為上齒齒盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)一個(gè)或或幾個(gè)齒齒，即按按要求進(jìn)進(jìn)行分度度；圖dd為上齒齒盤(pán)降下下使之重重新與下下齒盤(pán)嚙嚙合定位位，當(dāng)將將工件或或反光鏡鏡安置在在上齒盤(pán)盤(pán)臺(tái)面上上時(shí)，就就隨之回回轉(zhuǎn)一個(gè)個(gè)預(yù)定的的角度。圖5-33-1是最常常見(jiàn)的上上齒盤(pán)(臺(tái)面)升降式

25、式，也可可制成上上齒盤(pán)(臺(tái)面)不升降降，只轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，而而以下齒齒盤(pán)作軸軸向移動(dòng)動(dòng)進(jìn)行嚙嚙合和脫脫嚙。但但其基本本工作程程序：嚙嚙合一脫脫嚙一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位一嚙嚙合，則則是一樣樣的，在在嚙合狀狀態(tài)時(shí)，尚尚需加以以固定的的軸向力力，使嚙嚙合可靠靠。圖2-11-1多齒齒分度臺(tái)臺(tái)工作順順序圖多齒分度度技術(shù)是是圓分度度技術(shù)領(lǐng)領(lǐng)域中的的一個(gè)重重要方面面，多齒齒分度臺(tái)臺(tái)由于上上下齒盤(pán)盤(pán)嚙合定定位狀態(tài)態(tài)取決于于許多齒齒相互嚙嚙合的綜綜合效果果，具有有平均效效應(yīng)，因因此分度度誤差小小，能自自動(dòng)定中中心。由由于使用用中的嚙嚙合次數(shù)數(shù)與對(duì)研研過(guò)程相相比是微微不足道道的，因因此不會(huì)會(huì)產(chǎn)生使使用中的的磨損而而造成精精確度下下降。

26、由由于嚙合合時(shí)接觸觸面積大大，兩齒齒盤(pán)猶如如一個(gè)整整體，因因此能承承受較大大的載荷荷和一般般的切削削力；而而且多齒齒分度臺(tái)臺(tái)的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工工工藝性好好、操作作方便、工作可可靠，因因此多齒齒分度臺(tái)臺(tái)在計(jì)量量測(cè)試、精密儀儀器、機(jī)機(jī)械加工工，航空空、航海海、航天天等行業(yè)業(yè)都有廣廣泛的用用途和重重要的效效用。國(guó)國(guó)家平面面角計(jì)量量器具檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)把多齒齒分度臺(tái)臺(tái)選為面面角度的的國(guó)家基基準(zhǔn)、副副基準(zhǔn)，并并可作為為計(jì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)說(shuō)明了多多齒分度度技術(shù)的的重要性性。多齒分度度臺(tái)是計(jì)計(jì)量器具具、加工工設(shè)備和和分度元元件三者者的統(tǒng)一一，一臺(tái)臺(tái)齒盤(pán)剛剛性良好好的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)既可用用于計(jì)量量測(cè)試，又又能用做做機(jī)

27、械加加工的圓圓分度設(shè)設(shè)備。多多齒分度度臺(tái)還可可作為分分度元件件應(yīng)用于于專(zhuān)用儀儀器和設(shè)設(shè)備上，且且具有結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單和誤差差小的特特點(diǎn)，應(yīng)應(yīng)用方便便。多齒齒分度臺(tái)臺(tái)在計(jì)量量測(cè)試中中的應(yīng)用用日益增增多，具具有重要要的意義義，和多多面棱體體相比，多多齒分度度臺(tái)具有有很多優(yōu)優(yōu)點(diǎn)；分分度誤差差小，可可以安裝裝大面積積反光鏡鏡，而多多面棱體體由于反反光面尺尺寸小，平平面度的的影響較較大，對(duì)對(duì)自準(zhǔn)直直儀靈敏敏度的要要求很高高，也避避免了多多面棱體體反光面面的塔差差影響。N數(shù)齒齒的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)相當(dāng)于于N面的的多面棱棱體，齒齒數(shù)N可可以高達(dá)達(dá)1 4440個(gè)個(gè)，一般般也比較較容易做做成3660齒與與7200齒，而

28、而多面棱棱體制成成72面面即具有有相當(dāng)大大的體積積。多齒齒分度臺(tái)臺(tái)由于齒齒數(shù)多，因因此能使使用的角角度值也也較多，一一臺(tái)多齒齒分度臺(tái)臺(tái)往往相相當(dāng)于多多塊多面面棱體。例如3391齒齒的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)相當(dāng)于于3911面、117面和和23面面三塊多多面體。由于小小型多齒齒分度臺(tái)臺(tái)便于攜攜帶，很很宜作為為檢定角角度計(jì)量量測(cè)試儀儀器的量量值傳遞遞標(biāo)準(zhǔn)。采用數(shù)數(shù)控方式式自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行兩齒齒盤(pán)脫開(kāi)開(kāi)、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)、嚙合合的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)，使用用時(shí)可罩罩在有機(jī)機(jī)玻璃罩罩中而不不用手轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，避避免了人人體熱量量影響和和打開(kāi)有有機(jī)玻璃璃罩時(shí)引引起空氣氣流動(dòng)造造成測(cè)量量不穩(wěn)定定，對(duì)檢檢定高準(zhǔn)準(zhǔn)確度儀儀器和進(jìn)進(jìn)行高準(zhǔn)準(zhǔn)確度測(cè)測(cè)

29、量特別別有利。多齒分度度臺(tái)的缺缺點(diǎn)為：只用多多齒分度度臺(tái)不能能任意連連續(xù)分度度，分度度時(shí)至少少要轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)一個(gè)齒齒，齒距距角一般般較大，11 4440個(gè)齒齒的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)，轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)一個(gè)齒齒的角度度也達(dá)115之之多，為為了減小小最小分分度值，可可用差動(dòng)動(dòng)式結(jié)構(gòu)構(gòu)，例如如以8664齒(角齒距距25)和9900齒齒(角齒齒距244)差差動(dòng)，最最小分度度值可為為1。但是采采用差動(dòng)動(dòng)式結(jié)構(gòu)構(gòu)增加了了結(jié)構(gòu)的的復(fù)雜性性和工藝藝難度，為為了能進(jìn)進(jìn)行小于于一個(gè)齒齒距角的的分度，增增加了絲絲桿、激激光小角角度測(cè)量量?jī)x、感感應(yīng)同步步器等細(xì)細(xì)分裝置置，成為為帶細(xì)分分裝置的的多齒分分度臺(tái)。多齒分度度臺(tái)的品品種很多多，從分分

30、度單元元的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式劃劃分，有有自山、弧形鹵鹵和鋼球球，絕大大部分多多齒分度度臺(tái)都為為自由結(jié)結(jié)構(gòu)?；』⌒锡X是是由于航航空機(jī)械械的需要要首先以以聯(lián)軸節(jié)節(jié)的形式式研制出出來(lái)的，具具有極大大的強(qiáng)度度和剛性性適用用由承受受大切削削力和傳傳遞大扭扭矩。從多山分分度臺(tái)的的齒數(shù)劃劃分，有有整分度度與非整整分度兩兩大類(lèi)。整分度度多占分分度臺(tái)主主要用于于檢定計(jì)量量器具的的整分度度誤差，常常用的齒齒數(shù)有3360齒齒、7220齒、1 4440齒齒和1200齒等。非整分分度多齒齒分度臺(tái)臺(tái)是指數(shù)數(shù)對(duì)3660不能整除除，因此此分度角角具有“度度”、“分分”、“秒秒”，用用于對(duì)計(jì)計(jì)量器具具整分度度誤差和和細(xì)分誤誤差進(jìn)行行綜

31、合檢檢定，齒齒數(shù)有3391齒齒和5552齒，3991是117I和和23的的乘積，因因此3991齒可可作為117齒，223齒和3991齒三三種齒數(shù)使用用；5552足224和223的乘乘積，224齒是是整分度度可用于于檢定整整分度誤誤差，223是非非整分度度，可用用于檢定定包含細(xì)細(xì)分誤差差在內(nèi)的的綜合誤誤差，因因此5552齒是是整分度度和非整整分度的的結(jié)合，常常用做經(jīng)經(jīng)緯儀的的檢定裝裝置。從多齒分分度臺(tái)的的使用狀狀態(tài)劃分分，有臺(tái)臺(tái)面水平平(軸系系垂直)狀態(tài)使使用與臺(tái)臺(tái)面垂直直(軸系系水平)狀態(tài)使使用。能能軸系水水平狀態(tài)態(tài)使用的的多齒分分度臺(tái)常常稱(chēng)為“臥臥軸”式式，臥軸軸式能軸軸系垂直直、軸系系水平

32、以以及軸系系成傾斜斜角狀態(tài)態(tài)使用，而而立軸式式只能軸軸系垂直直狀態(tài)使使用。多齒分度度臺(tái)的操操作方式式有手動(dòng)動(dòng)(包括括機(jī)械式式與液壓壓式手動(dòng)動(dòng))、自自動(dòng)、半半自動(dòng)式式。自動(dòng)動(dòng)多齒分分度臺(tái)能能自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行齒的的脫嚙、轉(zhuǎn)位與與嚙合過(guò)過(guò)程。從脫嚙的的方式劃劃分，有有上齒盤(pán)盤(pán)(臺(tái)面面)升降降式和下下齒盤(pán)移移動(dòng)式。 下齒齒盤(pán)移動(dòng)動(dòng)式的上上齒盤(pán)(臺(tái)面)不升降降，只轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，嚙嚙合與脫脫嚙以移移動(dòng)下盤(pán)盤(pán)完成。適用于于臺(tái)面升升降會(huì)造造成工件件信號(hào)丟丟失或影影響；被被測(cè)工件件性能的的場(chǎng)合。多齒分度度臺(tái)還有有單盤(pán)式式，差動(dòng)動(dòng)式和具具細(xì)分機(jī)機(jī)構(gòu)式等等機(jī)構(gòu)形形式。二、多齒齒分度技技術(shù)簡(jiǎn)介介多齒分度度技術(shù)的的歷史可可追溯到到

33、20世世紀(jì)300年代，但但作為一一個(gè)完整整的分度度器件的的面貌出出現(xiàn)時(shí)首首先由美美國(guó)A.A.Gagge公司司研制成成功的IIndeexinng FFixtturee,并于于19660年獲獲得專(zhuān)利利,專(zhuān)利利號(hào)2,9211,4887,商商品名稱(chēng)稱(chēng)為Ulltreedexx,分度度誤差為為。近年年來(lái)，多多齒分度度臺(tái)無(wú)論論在準(zhǔn)確確度、性性能、品品種等方方面都有有很大的的民展。美國(guó)摩摩爾公司司（Moooree sppeciial Toool CCl.IInc.）研制制生產(chǎn)的的14440多齒齒分度臺(tái)臺(tái)（14440IIndeex）.具有機(jī)機(jī)械式和和液壓式式兩種結(jié)結(jié)構(gòu)，分分度間隔隔為155分度度誤差為為。其機(jī)機(jī)

34、械式分分度臺(tái)經(jīng)經(jīng)美國(guó)NN.B.S、英英國(guó)N.P.LL、德國(guó)國(guó)P.TT.B檢檢定合格格美國(guó)AA.A.Gagge公司司研制生生產(chǎn)了多多種規(guī)格格和性能能的多齒齒分度臺(tái)臺(tái)。例如如：能于于臺(tái)面垂垂直狀態(tài)態(tài)（軸系系水平）使使用的多多齒分度度臺(tái)；工工作臺(tái)只只轉(zhuǎn)動(dòng)，不不升降的的多齒分分度臺(tái)，具具有感應(yīng)應(yīng)同步器器細(xì)分的的多齒分分度臺(tái)；自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行齒的的脫開(kāi)、轉(zhuǎn)動(dòng)和和嚙合的的數(shù)控多多齒分度度臺(tái)；分分度誤差差為峰一一峰值、3600齒多齒齒分度臺(tái)臺(tái)等。我國(guó)的多多齒分度度技術(shù)于于60年年代中期期開(kāi)始研研究,國(guó)國(guó)內(nèi)許多多單位做做了大量量的工作作,取得得了可喜喜的進(jìn)展展。當(dāng)前前國(guó)內(nèi)已已能生產(chǎn)產(chǎn)多種型型號(hào)的多多齒分度度臺(tái)，形形

35、成了系系列，其其中DFFT14440DD多齒分分度臺(tái)分分度誤差差，重復(fù)復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)不確定定度為；由于于采用加加油的氮氮化齒結(jié)結(jié)構(gòu)，因因此防銹銹性能比比國(guó)外同同類(lèi)產(chǎn)品品更為優(yōu)優(yōu)越；我我國(guó)獨(dú)特特研究民民展的彈彈性結(jié)構(gòu)構(gòu)，在原原理和性性能上都都有獨(dú)到到之處；研究的的奇數(shù)齒齒多齒分分度臺(tái)具具有奇數(shù)數(shù)面多面面棱體的的特點(diǎn)，可可以進(jìn)行行測(cè)角儀儀器分度度誤差和和細(xì)分誤誤差的綜綜合檢定定，和奇奇數(shù)面多多面棱體體是相互互配套的的設(shè)備。第二節(jié) 正多多面棱體體一、正多多面棱體體的類(lèi)型型和等級(jí)級(jí)多面棱體體是把外外圓柱面面制成多多個(gè)具反反光性能能的工作作面，以以各工作作面法線線所組成成的夾角角作為工工作角的的面角度度計(jì)量

36、器器具，為為了盡量量增大工工作面的的面積，改改善反光光性能，相相鄰工作作面往往往制成相相交成一一條直線線，因此此，外圓圓柱面不不復(fù)存在在，外圓圓柱面的的位置是是多個(gè)反反光工作作面以及及相鄰工工作面相相交成的的多條棱棱線，棱棱線可用用同一假假想圓柱柱面包絡(luò)絡(luò)，因此此稱(chēng)為“多多面棱體體”。各各相鄰工工作面法法線間夾夾角的名名義值相相同的稱(chēng)稱(chēng)為“正正多面棱棱體”，不不相同的的稱(chēng)為“非非正多面面棱體”。一個(gè)棱棱體上的的反光面面總數(shù)能能對(duì)3660整除的的稱(chēng)為“整整分?jǐn)?shù)正正多面棱棱體”，用用于整度度數(shù)誤差差的檢定定，常用用的面數(shù)數(shù)有8面面(相鄰鄰角為445)、99面(相相鄰角為為40)、112面(相鄰角角

37、為300)、224面(相鄰角角為155)和336面(相鄰角角為100)等；反光面面總數(shù)對(duì)對(duì)3600不能整整除的稱(chēng)稱(chēng)為“非非整分?jǐn)?shù)數(shù)正多面面棱體”，用用于對(duì)整整度數(shù)誤誤差和細(xì)細(xì)分誤差差的綜合合檢定，常常用的面面數(shù)有117面（相相鄰角221110335.33)和233面（相相鄰角為為15397.88）非非整分?jǐn)?shù)數(shù)正多面面棱體雖雖然其相相鄰角是是相等的的，但是是統(tǒng)一從從零度開(kāi)開(kāi)始的零零起工作作角卻是是不重復(fù)復(fù)的，以以17面面為例，其其零起工工作角依依次為00，2l1035.3,4222110.6,6333145.9,等等，因此此17面面體具有有17個(gè)個(gè)不重復(fù)復(fù)的檢測(cè)測(cè)點(diǎn)。制制造棱體體的材料料有金屬屬

38、和非金金屬兩種種，金屬屬棱體用用優(yōu)質(zhì)合合金鋼制制造，需需經(jīng)淬火火和時(shí)效效處理，以以保證工工作面的的反光性性能，對(duì)對(duì)工作于于惡劣環(huán)環(huán)境，如如潮濕、高溫、低溫環(huán)環(huán)境的棱棱體，可可用不銹銹鋼制造造，但需需保證表表面的高高硬度，即即用馬氏氏體不銹銹鋼時(shí)需需經(jīng)淬火火時(shí)效，用用奧氏體體不銹鋼鋼時(shí)需經(jīng)經(jīng)離子氮氮化；非非金屬棱棱鏡用光光學(xué)玻璃璃或熔融融石英制制造，工工作面需需鍍?nèi)捶瓷淠?，以以增大反反射率。正多面棱棱體是一一種重要要的面角角度計(jì)量量器具，應(yīng)應(yīng)用廣，使使用方便便。正多多面棱體體的技術(shù)術(shù)要求和和檢定方方法按國(guó)國(guó)家計(jì)量量檢定規(guī)規(guī)程JJJG 228397執(zhí)執(zhí)行。按按照J(rèn)JJG 220577900平面角

39、角計(jì)量器器具檢定定系統(tǒng)和和JJGG 2883997正多多面棱體體檢定規(guī)規(guī)程，正正多面棱棱體分為為二等、三等和和四等。棱體工工作角的的偏差：二等小小于等于于1，三等等小于等等于2，四等等小于等等于55，工作作角的偏偏差是指指零起偏偏差，即即“0工作面面法線至至任意工工作面法法線之間間在測(cè)量量平面上上的實(shí)際際夾角與與標(biāo)稱(chēng)角角的差值值”。工工作角的的測(cè)量不不確定度度：二等等棱體小小于等于于0.2，三等等小于等等于0.5，四等等小于等等于1.0，工作作角的測(cè)測(cè)量不確確定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工工作角偏偏差的原原因是工工作角偏偏差是可可以加修修正量修修正的，而而測(cè)量不不確定度度是不能能修正的的。檢定定系統(tǒng)主主要是要

40、要求測(cè)量量不確定定度，檢檢定規(guī)程程不僅要要求測(cè)量量不確定定度，而而且要求求工作角角偏差是是保證測(cè)測(cè)量不確確定度的的一種措措施，對(duì)對(duì)有的使使用情況況，偏差差值小的的棱體可可直接按按名義值值進(jìn)行檢檢定，而而不必加加修正值值，因此此方便了了使用。工作角角的檢定定方法有有“排列列互比法法”和“直直接檢定定法”兩兩種，對(duì)對(duì)二等棱棱體用00級(jí)多齒齒分度臺(tái)臺(tái)和分度度值不大大于0.2的自準(zhǔn)準(zhǔn)直儀以以“排列列互 比比法”檢檢定，有有關(guān)“排排列互比比法”將將在本篇篇第五章章統(tǒng)一介介紹，三三等棱體體以0級(jí)級(jí)多齒分分度臺(tái)、四等棱棱 體以以l級(jí)多多齒分度度臺(tái)，配配合分度度值不大大于0.2的自準(zhǔn)準(zhǔn)直儀以以直接法法進(jìn)行檢檢

41、定，但但需用“多多位置法法”，即即在多齒齒分度臺(tái)臺(tái)的0，1220，2400三個(gè)個(gè)位置檢檢定，取取平均值值，以減減小檢定定誤差。工作角角偏差也也可選用用測(cè)量不不確定度度符合要要求的其其他方法法檢定，但但是由于于用多齒齒分度臺(tái)臺(tái)檢定操操作方便便，測(cè)量量效率高高，因此此作為優(yōu)優(yōu)選的方方法。二、正多多面棱體體工作面面的技術(shù)術(shù)要求正多面棱棱體的工工作面具具有很高高的技術(shù)術(shù)要求，以以保證棱棱體的傳傳遞準(zhǔn)確確度。在在棱體設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)工工作面的的尺寸應(yīng)應(yīng)大于等等于155mml5mmm或5 mmm，因因?yàn)楣ぷ髯髅嬖叫⌒?，反射射光越弱弱，要求求自?zhǔn)直直儀具有有更高的的靈敏度度，而自自準(zhǔn)直儀儀靈敏度度的提高高會(huì)引起起漂

42、移、跳字、指針擺擺動(dòng)等問(wèn)問(wèn)題。工工作面減減小，棱棱體使用用時(shí)棱體體至自準(zhǔn)準(zhǔn)直儀的的距離也也需縮短短，在有有的使用用情況下下，會(huì)造造成使用用不便。更重要要的是反反光面尺尺寸越小小，則反反光面平平面度引引起的誤誤差，包包括檢定定棱體時(shí)時(shí)的測(cè)量量誤差與與使用棱棱體的傳傳遞誤差差都將增增大，但但是工作作面尺寸寸也不能能太大，否否則棱體體的體積積和質(zhì)量量都將增增加，造造成使用用不便，所所以檢定定規(guī)程規(guī)規(guī)定了工工作面的的最小尺尺寸。在在加工棱棱體時(shí)需需保證工工作面的的平面度度、表面面粗糙度度(0.0255m)，以以及對(duì)基基準(zhǔn)面的的垂直度度。工作作面對(duì)基基準(zhǔn)面的的垂直度度：二等等棱體應(yīng)應(yīng)小于等等于5，三等等

43、小于等等于100，四等等小于等等于200，與基基準(zhǔn)面的的垂直度度也稱(chēng)“塔塔差”，因因?yàn)榘压すぷ髅鏌o(wú)無(wú)限延長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)，工工作面的的交線將將形成一一個(gè)多棱棱的尖塔塔形，在在棱體檢檢定及使使用時(shí)，會(huì)會(huì)引起反反射的十十字線象象在非測(cè)測(cè)量方向向的移動(dòng)動(dòng)。例如如棱體水水平放置置測(cè)量水水平角時(shí)時(shí)會(huì)引起起十字象象垂直方方向移動(dòng)動(dòng)，棱體體垂直放放置測(cè)量量垂直角角時(shí)會(huì)引引起其水水平方向向的移動(dòng)動(dòng)，同樣樣會(huì)引起起測(cè)量誤誤差。正多面棱棱體工作作面的平平面度是是非常重重要的技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)，減小小平面度度偏差是是棱體研研制和生生產(chǎn)的發(fā)發(fā)展方向向。在棱棱體用于于排列互互比法測(cè)測(cè)量時(shí)，只只要有關(guān)關(guān)器具的的位置嚴(yán)嚴(yán)格不變變，棱體體平

44、面度度偏差是是可以抵抵消的。但用棱棱體直接接測(cè)量時(shí)時(shí)，其平平面度將將引起測(cè)測(cè)量誤差差，使應(yīng)應(yīng)用棱體體的傳遞遞誤差增增大，如如果能降降低棱體體的平面面度偏差差，則棱棱體的測(cè)測(cè)量準(zhǔn)確確度可以以提高，使使用范圍圍可以擴(kuò)擴(kuò)大，和和棱體使使用方便便、用平平行光工工作對(duì)安安裝偏心心不敏感感等其他他特點(diǎn)相相結(jié)合，棱棱體將成成為用途途更廣泛泛的計(jì)量量器具。因此在在檢定棱棱體時(shí)，無(wú)無(wú)論是新新制、使使用中或或修理后后的檢定定，平面面度都是是必檢的的項(xiàng)目。棱體的的平面度度要求：二等棱棱體應(yīng)小小于等于于0.03，三三等小于等等于0.05，四四等小于于等于00.1。平面面度用平平面等厚厚干涉儀儀逐面檢檢定，測(cè)測(cè)量干涉涉

45、條紋的的彎曲度度除以條條紋間距距，再乘乘以光源源的半波波長(zhǎng)即為為平面度度。干涉涉儀是不不接觸測(cè)測(cè)量，不不會(huì)損傷傷棱體的的工作面面，適用用于金屬屬和非金金屬棱體體平面度度的檢定定。檢定定規(guī)程允允許以11級(jí)平晶晶，用技技術(shù)光波波干涉法法檢定鋼鋼制棱體體的平面面度，但但測(cè)量時(shí)時(shí)需非常常小心，避避免劃傷傷工作面面。而且且平晶不不能檢定定非金屬屬棱體平平面度，因因此配置置等厚干干涉儀是是開(kāi)展棱棱體檢定定的優(yōu)選選方案。檢定平平面度時(shí)時(shí)應(yīng)在棱棱體工作作面上相相互垂直直的兩個(gè)個(gè)方向上上進(jìn)行，如如兩個(gè)方方向上平平面度偏偏差都凸凸或都凹凹，則取取其最大大值為該該面的平平面度。如果兩兩個(gè)方向向上有凸凸有凹，則則取最

46、大大凸值和和最大凹凹值之和和作為該該面的平平面度，距距工作面面邊緣00.5mmm的平面面度可以以不計(jì)在在內(nèi)。在慣性技技術(shù)領(lǐng)域域中，還還經(jīng)常使使用一種種特殊的的正多面面棱體，就就是立方方體或長(zhǎng)長(zhǎng)方體，小小尺寸的的立方體體邊長(zhǎng)約約為200mm，大大尺寸的的長(zhǎng)方體體的最長(zhǎng)長(zhǎng)邊可達(dá)達(dá)1400mm左左右。六六個(gè)面都都是工作作面，共共組成112個(gè)990角，可可以看作作是三塊塊四個(gè)面面的正多多面棱體體，這是是非常重重要的器器具。因因?yàn)?00角是最最常用的的角，慣慣性平臺(tái)臺(tái)和慣性性組合中中各種儀儀表的安安裝都要要保持垂垂直或平平行，測(cè)測(cè)試時(shí)要要測(cè)試其其垂直或或平行度度，零件件加工中中垂直或或平行度度是主要要技

47、術(shù)指指標(biāo)之一一。因此此以六面面體作為為安裝、調(diào)試、測(cè)量以以及加工工中的分分度定位位的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，能有有效地保保證慣性性器件的的準(zhǔn)確度度，其檢檢定方法法可以參參照正多多面棱體體的檢定定規(guī)程進(jìn)進(jìn)行。第三節(jié)角角度塊角度塊一一般用鋼鋼質(zhì)材料料制成，用用于對(duì)角角度規(guī)、角度樣樣板的檢檢定，角角度的精精密測(cè)量量和對(duì)機(jī)機(jī)床在加加工過(guò)程程中的角角度調(diào)整整。角度度塊有兩兩種：一一塊角度度塊上只只具有一一個(gè)工作作角和一一塊角度度塊上有有多個(gè)工工作角(一般為為四個(gè)工工作角和和三個(gè)工工作角)。角度度塊可以以單獨(dú)使使用，也也可借助助于夾具具，由兩兩塊或多多塊角度度塊組合合成所需需的角度度后使用用。角度度塊的檢檢定按國(guó)國(guó)家計(jì)量

48、量檢定規(guī)規(guī)程JJJG 770-220044執(zhí)行。角度塊分分為0級(jí)級(jí)、1級(jí)級(jí)和2級(jí)級(jí)，對(duì)應(yīng)應(yīng)于平面面角計(jì)量量器具檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)中的四四等、五五等和六六等，其其工作角角的偏差差：0級(jí)級(jí)小于等等于土33，1級(jí)級(jí)小于等等于土110，2級(jí)級(jí)小于等等于土330。工作角角值的總總不確定定度：00級(jí)小于于等于11，1級(jí)級(jí)小于等等于3，2級(jí)級(jí)小于等等于100。工作作面的平平面度：0級(jí)小小于等于于0.15，11級(jí)小于于等于00.30，22級(jí)小于于等于00.60。工工作面與與下非工工作面的的垂直度度：0級(jí)級(jí)小于等等于300，1級(jí)級(jí)小于等等于1220，2級(jí)小于等于120。角度塊工工作角的的檢定方方法：00級(jí)角度度塊用準(zhǔn)

49、準(zhǔn)確度22的測(cè)角角儀，在在測(cè)角儀儀度盤(pán)均均勻分布布的5個(gè)個(gè)以上不不同位置置分別檢檢定，取取其測(cè)量量值的算算術(shù)平均均值作為為檢定結(jié)結(jié)果。11級(jí)角度度塊用22測(cè)角儀儀在測(cè)角角儀度盤(pán)盤(pán)均勻分分布的33個(gè)以上上不同位位置檢定定，也可可采用55測(cè)角儀儀在5個(gè)個(gè)以上位位置檢定定。2級(jí)級(jí)角度塊塊用5測(cè)角儀儀以1個(gè)個(gè)位置檢檢定。檢定時(shí)并并不是直直接測(cè)量量角度塊塊兩工作作面的夾夾角，而而是測(cè)量量?jī)晒ぷ髯髅娣ň€線的夾角角，因此此需以1180減去兩兩次讀數(shù)數(shù)的差值值，才是是角度塊塊兩工作作面的夾夾角，如如對(duì)準(zhǔn)角角度塊第第一個(gè)工工作面時(shí)時(shí)讀數(shù)值值的差值值為，對(duì)對(duì)準(zhǔn)第二二工作面面時(shí)，讀讀數(shù)值為為；，兩兩次讀數(shù)數(shù)差及角角

50、度塊工工作角為為：被測(cè)工作作角的角角值：被測(cè)工作作角角值值偏差：式中取絕絕對(duì)值的的原因?yàn)闉椋喊唇墙嵌葔K在在工作臺(tái)臺(tái)上安放放的位置置不同，以以及測(cè)角角儀同一一旋轉(zhuǎn)方方向時(shí)，是是角度遞遞增或角角度遞減減的不同同，測(cè)出出的可能能是兩法法線的內(nèi)內(nèi)角，也也可能是是兩法線線的外角角。例如如，一塊塊30的角度度塊其兩兩法線的的夾角是是1500，在某某一角度度塊安放放位置時(shí)時(shí)，測(cè)出出的是1150，即兩兩法線的的內(nèi)角，算算出的為為30。當(dāng)把把角度塊塊轉(zhuǎn)1880放放置，測(cè)測(cè)出的就就是兩法法線的外外角2110，算出出的為-30；又如如角度塊塊同一安安放位置置，當(dāng)測(cè)測(cè)角儀順順時(shí)針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)為角角度遞增增時(shí)測(cè)出出的是115

51、0，當(dāng)測(cè)測(cè)角儀順順時(shí)針為為角度遞遞減方向向時(shí)，測(cè)測(cè)出的就就是2110，因此計(jì)算算公式中中取了絕絕對(duì)值。檢定1級(jí)級(jí)，2級(jí)級(jí)角度塊塊，也可可以0級(jí)級(jí)角度塊塊為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，在自自準(zhǔn)直式式測(cè)角比比較儀上上，用比比較法檢檢定。此此時(shí)測(cè)角角比較儀儀工作臺(tái)臺(tái)上需有有兩鼓形形定位銷(xiāo)銷(xiāo)，先把把標(biāo)準(zhǔn)角角度塊的的一個(gè)工工作面緊緊靠定位位銷(xiāo)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)工作作臺(tái)，使使自準(zhǔn)直直儀與另另一工作作面準(zhǔn)直直，測(cè)微微鼓輪讀讀數(shù)值為為。取下下標(biāo)準(zhǔn)角角度塊，將將被檢角角度塊的的一個(gè)工工作面與與定位銷(xiāo)銷(xiāo)緊靠，用用測(cè)微鼓鼓讀出對(duì)對(duì)另一工工作面的的準(zhǔn)直讀讀數(shù)值，兩兩次讀數(shù)數(shù)值之差差就是被被檢角度度塊與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)角度度塊工作作角之差差。同樣樣角度塊塊安

52、置方方向的不不同，自自準(zhǔn)直儀儀讀數(shù)正正、負(fù)方方向的不不同，也也會(huì)影響響測(cè)量結(jié)結(jié)果的符符號(hào)，因因此檢定定前應(yīng)先先試驗(yàn)和和判斷符符號(hào)。在數(shù)據(jù)處處理時(shí)，00級(jí)角度度塊的檢檢定結(jié)果果應(yīng)取至至秒的十十分位，小小于0.05時(shí)舍去去，大于于0.05時(shí)進(jìn)00.1，等等于0.05時(shí)看前前一位數(shù)數(shù)字，若若為奇數(shù)數(shù)則進(jìn)00.1，若若為偶數(shù)數(shù)則舍去去。l級(jí)級(jí)，2級(jí)級(jí)角度塊塊的檢定定結(jié)果取取整數(shù)秒秒，小于于0.5時(shí)舍去去，大于于0.5時(shí)進(jìn)進(jìn)1，等等于0.5時(shí)時(shí)看前一一位數(shù)字字，奇進(jìn)進(jìn)偶舍。對(duì)于使使用中的的成套角角度塊，若若其中工工作角偏偏差有不不符合原原級(jí)別，而而符合次次一級(jí)別別的，如如工作角角的數(shù)目目不超過(guò)過(guò)成套工工

53、作角數(shù)數(shù)目的110時(shí)時(shí)，仍按按原級(jí)別別處理，但但須在檢檢定證書(shū)書(shū)上注明明，當(dāng)超超過(guò)100時(shí)，應(yīng)應(yīng)予降級(jí)級(jí)。角度塊工工作面的的平面度度是角度度塊工作作角準(zhǔn)確確度的保保證條件件，因此此要嚴(yán)格格進(jìn)行檢檢定，角角度塊工工作面的的平面度度要求：0級(jí)角角度塊為為0.15，11級(jí)為00.3，2級(jí)級(jí)為0.6。用平平晶以技技術(shù)光波波于涉法法檢定，檢檢定時(shí)應(yīng)應(yīng)分別測(cè)測(cè)出沿工工作面長(zhǎng)長(zhǎng)邊和短短邊兩個(gè)個(gè)方向的的直線度度誤差。當(dāng)誤差差符號(hào)相相同時(shí)，取取其中絕絕對(duì)值最最大值為為平面度度，符號(hào)號(hào)相反時(shí)時(shí)，取兩兩者絕對(duì)對(duì)值之和和為平面面度。但但在工作作面長(zhǎng)邊邊兩端33mm范范圍內(nèi)，允允許有不不大于00.6的的塌邊。除平面面度

54、外，為為保持工工作角的的準(zhǔn)確度度，還要要求角度度塊工作作面與非非工作面面的垂直直度：對(duì)對(duì)于0級(jí)級(jí)角度塊塊，不大大于300，對(duì)于于1級(jí)和和2級(jí)角角度塊不不大于1120，垂直直度用測(cè)測(cè)角儀和和1級(jí)990角度塊塊用比較較法檢定定。對(duì)新新制和修修理后的的角度塊塊，還需需檢定其其工作面面的粗糙糙度，要要求粗糙糙度的值值不大于于0.1，粗糙糙度用干干涉顯微微鏡進(jìn)行行檢定。在計(jì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中，角角度塊是是低等的的標(biāo)準(zhǔn)，但但是角度度塊的應(yīng)應(yīng)用范圍圍廣，而而且角度度塊這種種結(jié)構(gòu)形形式，并并不一定定都是低低等的，例例如特殊殊的5精密角角度塊，經(jīng)經(jīng)過(guò)常角角法準(zhǔn)確確檢定后后，用于于國(guó)家小小角度基基準(zhǔn)激光光小角度度測(cè)量?jī)x儀

55、的定標(biāo)標(biāo)。制造造精密角角度塊的的材料，可可用合金金鋼經(jīng)淬淬火及嚴(yán)嚴(yán)格的高高低溫時(shí)時(shí)效處理理，也可可用熔融融石英，以以保證表表面的高高硬度，便便于研磨磨及避免免劃傷，并并保證使使用中不不變形，能能保持制制造準(zhǔn)確確度。第四節(jié) 測(cè)角角儀一、測(cè)角角儀工作作原理測(cè)角儀是是角度檢檢定中經(jīng)經(jīng)常使用用的測(cè)量量?jī)x器，主主要用于于測(cè)量?jī)蓛蓚€(gè)或兩兩個(gè)以上上反光平平面間的的夾角，如如角度塊塊、多面面棱體、棱鏡的的角度、楔形鏡鏡(光楔楔)的楔楔角以及及被測(cè)甲甲板兩平平面的平平行度等等。在單單色光源源照明的的情況下下，通過(guò)過(guò)測(cè)量光光學(xué)零件件的頂角角和最小小偏向角角，可求求得被測(cè)測(cè)材料的的折射率率和其他他光學(xué)參參數(shù)。測(cè)測(cè)角

56、儀有有光學(xué)式式和數(shù)顯顯式兩類(lèi)類(lèi)，都是是在其軸軸系垂直直、工作作臺(tái)臺(tái)面面水平狀狀態(tài)下使使用，即即測(cè)量的的是水平平角，也也稱(chēng)方位位角。測(cè)測(cè)角儀使使用時(shí)，用用目視、光電對(duì)對(duì)線或數(shù)數(shù)顯式自自準(zhǔn)直儀儀對(duì)準(zhǔn)被被測(cè)工件件的反光光面。光學(xué)測(cè)角角儀是指指用光學(xué)學(xué)度盤(pán)作作為分度度器件，以以光學(xué)系系統(tǒng)進(jìn)行行成象，人人工目視視讀數(shù)的的測(cè)角儀儀。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)光學(xué)測(cè)測(cè)角儀有有JCYY測(cè)角儀儀：度盤(pán)盤(pán)最小分分度間隔隔l0，最最小分度度值0.2，儀器器的不確確定度小小于等于于2.0，用投投影屏投投影分度度刻度；C31測(cè)角角儀：度度盤(pán)最小小分度間間隔5，最小小分度值值0.2，儀器器的不確確定度11，折射射率的測(cè)測(cè)量不確確定度小小于；

57、332J測(cè)測(cè)角儀：度盤(pán)刻刻線間隔隔10，最最小分度度值0.5，儀器器不含測(cè)測(cè)微器誤誤差的不不確定度度2。光學(xué)學(xué)測(cè)微器器誤差00.5，該儀儀器的軸軸系為圓圓柱形密密珠軸承承軸系。國(guó)內(nèi)使使用的進(jìn)進(jìn)口測(cè)角角儀有英英國(guó)黑格格瓦茨廠廠的C220測(cè)角角儀，最最小分度度值0.1，儀儀器的不不確定度度2；德國(guó)國(guó)弗萊柏柏格精密密機(jī)械廠廠的SGG01.1測(cè)角角儀，最最小分度度值2，儀器器的不確確定度556。數(shù)顯式測(cè)測(cè)角儀是是指以圓圓光柵等等作為分分度器件件。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)的數(shù)顯顯測(cè)角儀儀有：GGST-A型光光柵數(shù)顯顯測(cè)角儀儀，采用用20間隔(64 8000對(duì)線)圓光柵柵作為分分度器件件，經(jīng)880倍細(xì)細(xì)分鑒幅幅式細(xì)分分電路

58、，分分辨力為為0.25，儀儀器的不不確定度度0.73；JSSZ一00l型精精密數(shù)顯顯轉(zhuǎn)臺(tái)，采采用1229 6600對(duì)對(duì)線(角角柵距為為10)圓光光柵作為為分度器器件，經(jīng)經(jīng)1 0000倍倍細(xì)分鑒鑒相式細(xì)細(xì)分電路路，靜態(tài)態(tài)測(cè)角分分辨力00.01，測(cè)量量不確定定度（置置信因子子為3，峰峰一峰值值）0.22，動(dòng)態(tài)態(tài)比相法法測(cè)量圓圓光柵的的測(cè)量不不確定度度（置信信因子為為3，峰峰一峰值值）0.16；JCC1精精密測(cè)角角儀臺(tái)面面直徑6600mmm，動(dòng)動(dòng)態(tài)瞄準(zhǔn)準(zhǔn)不確定定度0.0255,動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)角角不確定定度0.19（峰一一峰值）；新研制制成功的的圓光柵柵測(cè)角儀儀，用11620000對(duì)對(duì)線圓光光柵，儀儀器分辨

59、辨力0.01擴(kuò)展不不確定度度（置信信因子為為3），動(dòng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)測(cè)圓光柵柵為0.08,動(dòng)態(tài)態(tài)檢測(cè)棱棱體為00.12。后三三種測(cè)角角儀都采采用空氣氣軸承。第三章 小角角度計(jì)量量器具小角度計(jì)計(jì)量是角角度計(jì)量量的組成成部分，它它的測(cè)量量范圍為為，但測(cè)測(cè)量不確確定度非非常高，是是角度計(jì)計(jì)量中較較難掌握握的一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)。例如，動(dòng)動(dòng)靜態(tài)態(tài)激光小小角度測(cè)測(cè)量?jī)x，使使用和調(diào)調(diào)整比較較麻煩。第一節(jié) 光學(xué)學(xué)角規(guī)一、光學(xué)學(xué)角規(guī)的的技術(shù)要要求及檢檢定方法法在JJGG 2005790平平面角計(jì)計(jì)量器具具國(guó)家計(jì)計(jì)量檢定定系統(tǒng)小小角度系系列中中，光學(xué)學(xué)角規(guī)具具有重要要的地位位和作用用，它可可以作為為一等、二等和和三等計(jì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)

60、進(jìn)行小小角度量量值傳遞遞。按照照J(rèn)JGG 2005790檢檢定系統(tǒng)統(tǒng)和JJJG 885093光光學(xué)角規(guī)規(guī)國(guó)家計(jì)計(jì)量檢定定規(guī)程的的規(guī)定，各各等光學(xué)學(xué)角規(guī)的的每套的的基本塊塊數(shù)：一一等為22，100兩塊；二等為為20，1，2，5，和110等五塊塊；三等等為2，5，100，200和300等五塊塊，其他他角值可可根據(jù)被被檢儀器器的要求求和有關(guān)關(guān)規(guī)程增增減；光光學(xué)角規(guī)規(guī)偏向角角的測(cè)量量不確定定度(置置信因子子為3)：一等等光學(xué)角角規(guī)小于于等于00.05，二等等小于等等于0.2，三等等小于等等于0.5。采用用光學(xué)角角規(guī)是進(jìn)進(jìn)行定角角測(cè)量。采用差差值的測(cè)測(cè)量方法法，定角角數(shù)可以以多于光光學(xué)角規(guī)規(guī)的塊數(shù)數(shù)，但